(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体と、セパレータとが積層される燃料電池を設け、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに供給される前の酸化剤ガスを、熱媒体により加熱する熱交換器と、
炭化水素を主体とする原燃料を改質し、前記燃料電池スタックに供給される燃料ガスを生成する改質器と、
前記原燃料及び発電反応に使用されて前記燃料電池スタックから排出される排ガスを燃焼させ、前記熱媒体である燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記燃料電池スタック、前記熱交換器、前記改質器及び前記燃焼器を収容する筐体と、
を備え、
前記筐体内では、少なくとも前記熱交換器及び前記改質器を有する流体部が、前記燃料電池スタックの一方の端部側に配設されるとともに、
前記燃焼器の燃焼ガス出口は、前記流体部の燃焼ガス供給口に直接開放されており、前記燃焼器から排出される前記燃焼ガスは、前記熱交換器で熱交換に使用された後に、前記原燃料を改質するための熱源として前記改質器に供給されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムにおいて、前記筐体は、前記燃料電池スタックが収容される第１筐体部と、
前記流体部が収容される第２筐体部と、
を備え、
前記燃焼器は、前記燃焼ガス出口が前記第２筐体部内に直接開放されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池スタックから排出される全ての前記排ガスは、前記燃焼器を通った後、前記燃焼ガスとして前記第２筐体部に導入されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項２記載の燃料電池システムにおいて、前記燃焼器は、前記燃料電池スタックを貫通して配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項２記載の燃料電池システムにおいて、前記燃焼器は、前記第１筐体部と前記第２筐体部とを連結して配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１記載の燃料電池システムにおいて、前記流体部は、前記原燃料と水蒸気とを含む混合燃料を生成するために、水を蒸発させる蒸発器を設けることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項６記載の燃料電池システムにおいて、略リング状の前記熱交換器及び前記改質器を含む流体部は、前記燃料電池スタックの中心軸に対して軸対称に配設され、
前記改質器は、略リング状の前記熱交換器よりも内側に且つ前記燃料電池スタックに近接して配置されるとともに、
前記改質器と前記蒸発器とは、互いに隣接することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
請求項１記載の燃料電池システムにおいて、前記燃焼器から排出される前記燃焼ガスの一部は、前記熱交換器を迂回して前記原燃料を改質するための熱源として前記改質器に供給されることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体と、セパレータとが積層される燃料電池を設け、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックを備える燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）は、電解質に酸化物イオン導電体、例えば、安定化ジルコニアを用いており、この電解質の両側にアノード電極及びカソード電極を配設した電解質・電極接合体（単セル）を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持している。この燃料電池は、通常、単セルとセパレータとが所定数だけ積層された燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池スタックでは、単セルの作動温度が８００℃以上と高温となっている。このため、燃料電池スタックを始動させる際には、燃焼器を介して前記燃料電池スタックを所望の温度まで迅速に加熱することが望まれている。この燃焼器は、通常、燃料電池スタックの酸化剤ガス供給側又は前記燃料電池スタックの排ガス排出側に配置されている。
【０００４】
ところが、燃焼器が酸化剤ガス供給側に配置される構成では、前記燃焼器内の燃焼によって発生した高温の燃焼ガスは、燃料電池スタック内へ直接流入している。従って、高温の燃焼ガスによりセパレータが腐食され易くなるとともに、前記セパレータに燃焼ガス中のカーボンが付着するという問題がある。
【０００５】
そこで、燃焼器を燃料電池スタックの排ガス排出側に配置する構成が採用されており、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池発電装置が知られている。この燃料電池発電装置は、図５に示すように、燃料ガスを水素を含むアノードガスに改質する改質器１と、アノードガスと酸素を含むカソードガスとから発電する燃料電池２と、この燃料電池２から排出されたアノード排ガスを燃焼させる触媒燃焼器３と、前記改質器１から導出された高温のアノードガスと前記改質器１に供給される低温の燃料ガスとの間で熱を交換する熱交換器４とを備えている。改質器１、燃料電池２、触媒燃焼器３及び熱交換器４は、全て共通の圧力容器５に格納されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３４３０８３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の燃料電池発電装置では、改質器１と燃料電池２とは、熱交換器４を介装してアノードガスライン６ａにより接続されるとともに、この熱交換器４と前記改質器１とが、燃料ガスライン６ｂにより接続されている。さらに、燃料電池２の排ガス出口側には、アノード排ガスライン６ｃ及びカソード排ガスライン６ｄを介して触媒燃焼器３が接続される一方、前記触媒燃焼器３の出口側には、燃焼ガスライン６ｅを介して改質器１が接続されている。
【０００８】
これにより、圧力容器５内では、改質器１、燃料電池２、触媒燃焼器３及び熱交換器４をレイアウトするために比較的広いスペースが必要となり、前記圧力容器５全体が大型化するとともに、多数の配管が延在して熱効率が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、筐体全体を簡単且つコンパクトに構成するとともに、熱効率を有効に向上させることが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体と、セパレータとが積層される燃料電池を設け、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに供給される前の酸化剤ガスを、熱媒体により加熱する熱交換器と、炭化水素を主体と原燃料を改質し、前記燃料電池スタックに供給される燃料ガスを生成する改質器と、前記原燃料及び発電反応に使用されて前記燃料電池スタックから排出される排ガスを燃焼させ、前記熱媒体である燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃料電池スタック、前記熱交換器、前記改質器及び前記燃焼器を収容する筐体とを備える燃料電池システムに関するものである。
【００１１】
そして、筐体内では、少なくとも熱交換器及び改質器を有する流体部が、燃料電池スタックの一方の端部側に配設されるとともに、燃焼器の燃焼ガス出口は、前記流体部の燃焼ガス供給口に直接開放されており、前記燃焼器から排出される燃焼ガスは、前記熱交換器で熱交換に使用された後に、前記原燃料を改質するための熱源として前記改質器に供給されている。
【００１２】
また、筐体は、燃料電池スタックが収容される第１筐体部と、流体部が収容される第２筐体部とを備え、燃焼器は、燃焼ガス出口が前記第２筐体部内に直接開放されることが好ましい。
【００１３】
さらに、燃料電池スタックから排出される全ての排ガスは、燃焼器を通った後、燃焼ガスとして第２筐体部に導入されることが好ましい。さらにまた、燃焼器は、燃料電池スタックを貫通して配置されることが好ましい。また、燃焼器は、第１筐体部と第２筐体部とを連結して配置されることが好ましい。
【００１４】
さらに、流体部は、原燃料と水蒸気とを含む混合燃料を生成するために、水を蒸発させる蒸発器を設けることが好ましい。さらにまた、改質器は、熱交換器の内側に且つ燃料電池スタックに近接して配置されるとともに、前記改質器と蒸発器とは、互いに隣接することが好ましい。
【００１５】
また、燃焼器から排出される燃焼ガスの一部は、熱交換器を迂回して原燃料を改質するための熱源として改質器に供給されることが好ましい。
【００１６】
ここで、アノード電極に発電反応のために供給された燃料ガスのうち、未反応ガスを含む使用済みの燃料ガスをオフガスという。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、流体部が燃料電池スタックの一方の端部側に配設されるとともに、燃焼器の燃焼ガス出口が、前記流体部の燃焼ガス供給口に直接開放されている。このため、筐体内での配管長が可及的に短尺化され、前記筐体全体を簡単且つコンパクトに構成することができる。
【００１８】
しかも、燃焼器から排出される燃焼ガスは、流体部に直接供給されている。従って、燃焼ガスの熱を効率的に活用することが可能になる一方、燃焼器からの輻射熱によって燃料電池スタック及び流体部を有効に加熱することができる。これにより、熱効率の向上を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システム１０の一部断面説明図である。
【００２０】
燃料電池システム１０は、設置用の他、車載用等の種々の用途に用いられている。燃料電池システム１０は、一対の燃料電池スタック１２ａ、１２ｂと、酸化剤ガスを前記燃料電池スタック１２ａ、１２ｂに供給する前に加熱する熱交換器１４と、炭化水素を主体と原燃料を改質して燃料ガスを生成する改質器１６と、前記原燃料及び発電反応に使用されて前記燃料電池スタック１２ａ、１２ｂから排出される排ガスを燃焼させ、燃焼ガスを発生させる燃焼器１８と、前記燃料電池スタック１２ａ、１２ｂ、前記熱交換器１４、前記改質器１６及び前記燃焼器１８を収容する筐体２０とを備える。
【００２１】
筐体２０内では、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂの一方の側に、少なくとも熱交換器１４及び改質器１６を含む流体部２２が配置される。燃焼器１８の燃焼ガス出口２４は、流体部２２の燃焼ガス供給口２６に直接開放されるとともに、前記燃焼ガス出口２４及び前記燃焼ガス供給口２６は、仕切り板２７を介して燃料電池スタック１２ａ、１２ｂ側から遮蔽される。
【００２２】
燃料電池スタック１２ａ、１２ｂは、同一に構成されており、それぞれ複数の燃料電池２８が矢印Ａ方向に積層される。燃料電池２８は、固体電解質型燃料電池であり、この燃料電池２８は、図２に示すように、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電体で構成される電解質（電解質板）３０の両面に、カソード電極３２及びアノード電極３４が設けられた円盤状の電解質・電極接合体３６を備える。
【００２３】
燃料電池２８は、一対のセパレータ３８間に２個の電解質・電極接合体３６を挟んで構成される。セパレータ３８は、積層方向（矢印Ａ方向）に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔４０が形成される第１小径端部４２と、積層方向に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔４４が形成される第２小径端部４６とを備える。
【００２４】
第１小径端部４２及び第２小径端部４６には、幅狭な橋架部４８ａ、５０ａを介して比較的大径な第１円板部５２ａが一体的に設けられる。第１小径端部４２及び第２小径端部４６には、同様に幅狭な橋架部４８ｂ、５０ｂを介して比較的大径な第２円板部５２ｂが一体的に設けられる。第１円板部５２ａ及び第２円板部５２ｂは、電解質・電極接合体３６と略同一寸法に設定されている。
【００２５】
橋架部４８ａ、４８ｂには、燃料ガス供給連通孔４０に連通して第１円板部５２ａ内及び第２円板部５２ｂ内に延在する燃料ガス供給通路５４ａ、５４ｂが形成される。第１円板部５２ａと一方の電解質・電極接合体３６のアノード電極３４との間、及び第２円板部５２ｂと他方の電解質・電極接合体３６のアノード電極３４との間には、燃料ガス流路５６ａ、５６ｂが形成される。燃料ガス流路５６ａ、５６ｂは、第１円板部５２ａの中央及び第２円板部５２ｂの中央に形成される燃料ガス導入口５８ａ、５８ｂを介して燃料ガス供給通路５４ａ、５４ｂに連通する。
【００２６】
橋架部５０ａ、５０ｂには、酸化剤ガス供給連通孔４４に連通して第１円板部５２ａ内及び第２円板部５２ｂ内に延在する酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂが形成される。第１円板部５２ａと一方の電解質・電極接合体３６のカソード電極３２との間、及び第２円板部５２ｂと他方の電解質・電極接合体３６のカソード電極３２との間には、酸化剤ガス流路６２ａ、６２ｂが形成される。酸化剤ガス流路６２ａ、６２ｂは、第１円板部５２ａの中央及び第２円板部５２ｂの中央に形成される酸化剤ガス導入口６４ａ、６４ｂを介して酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂに連通する。
【００２７】
燃料ガス流路５６ａ、５６ｂ及び酸化剤ガス流路６２ａ、６２ｂは、電解質・電極接合体３６の中央から外周に向かって燃料ガス及び酸化剤ガスを流動させており、前記電解質・電極接合体３６の外方には、使用済みの燃料ガス及び使用済みの酸化剤ガスを排出する排ガス通路６６が設けられる。なお、使用済みの燃料ガス（オフガス）中には、未燃の燃料ガスが含まれている。
【００２８】
図１に示すように、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂは、複数の燃料電池２８の積層方向両端にエンドプレート７０ａ、７０ｂを配置する。エンドプレート７０ａは、複数のボルト７２とナット７４とにより積層方向に締め付けられる。
【００２９】
筐体２０は、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂ及び燃焼器１８を収容する第１筐体部７６ａと、流体部２２を収容する第２筐体部７６ｂとを備える。第１筐体部７６ａ及び第２筐体部７６ｂ間は、ボルト７８及びナット７９により締め付けられる。
【００３０】
第１筐体部７６ａには、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂに近接して燃焼器１８が配設される。この燃焼器１８は、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂの排ガス通路６６に排出される排ガスを導入する排ガス入口８０を有するとともに、前記燃焼器１８内には、前記排ガス入口８０から燃焼ガス出口２４に至る燃焼通路８２が設けられる。この燃焼通路８２には、外部から原燃料を供給するための原燃料供給管８４が接続される。
【００３１】
第２筐体部７６ｂには、ヘッド板８６が固着されるとともに、この第２筐体部７６ｂ内に配置される流体部２２は、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂの中心軸に対して軸対称に配設される。具体的には、略リング状の熱交換器１４の内側に略円筒状の改質器１６が配設される。
【００３２】
熱交換器１４は、燃焼ガス供給口２６に連通する開口部８８を設け、この開口部８８を介して前記燃焼ガス供給口２６が前記熱交換器１４内の通路９０に連通する。通路９０は、ヘッド板８６に接続された排ガス管９２に連通する。ヘッド板８６には、空気供給管９４が接続され、この空気供給管９４は、熱交換器１４内の通路９６を介してチャンバ９８に連通する。
【００３３】
チャンバ９８には、一対の空気配管１００ａ、１００ｂの一端部が接続されるとともに、前記空気配管１００ａ、１００ｂの他端は、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂを構成する酸化剤ガス供給連通孔４４に連通する。改質器１６には、燃料ガス供給管１０２と一対の改質ガス供給管１０４ａ、１０４ｂとが設けられる。燃料ガス供給管１０２は、ヘッド板８６を介して外部に延在する一方、改質ガス供給管１０４ａ、１０４ｂは、エンドプレート７０ａを貫通して燃料ガス供給連通孔４０に連通する。
【００３４】
このように構成される燃料電池システム１０の動作について、以下に説明する。
【００３５】
先ず、図１に示すように、燃料ガス供給管１０２から原燃料（メタン、エタン又はプロパン等）及び必要に応じて水が供給されるとともに、空気供給管９４から酸化剤ガスである酸素含有ガス（以下、空気ともいう）が供給される。
【００３６】
原燃料が改質器１６を通って改質されることにより燃料ガス（水素含有ガス）が得られる。この燃料ガスは、改質ガス供給管１０４ａ、１０４ｂを介して燃料電池スタック１２ａ、１２ｂの各燃料ガス供給連通孔４０に供給される。この燃料ガスは、積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら各燃料電池２８を構成するセパレータ３８に形成された燃料ガス供給通路５４ａ、５４ｂに導入される（図２参照）。
【００３７】
燃料ガスは、橋架部４８ａ、４８ｂ間を燃料ガス供給通路５４ａ、５４ｂに沿って移動し、第１円板部５２ａ及び第２円板部５２ｂに形成された燃料ガス導入口５８ａ、５８ｂから燃料ガス流路５６ａ、５６ｂに導入される。燃料ガス導入口５８ａ、５８ｂは、各電解質・電極接合体３６のアノード電極３４の略中央位置に設定されている。このため、燃料ガスは、アノード電極３４の略中心から燃料ガス流路５６ａ、５６ｂに沿って前記アノード電極３４の外周部に向かって移動する。
【００３８】
一方、空気は、図１に示すように、空気供給管９４から熱交換器１４の通路９６を通って、一旦チャンバ９８に導入される。この空気は、チャンバ９８に連通する空気配管１００ａ、１００ｂを通って各燃料電池２８の酸化剤ガス供給連通孔４４に供給される。
【００３９】
その際、熱交換器１４では、後述するように、排ガス通路６６に排気される排ガスが、燃焼器１８を介し高温な燃焼ガスとなって通路９０に供給されている。このため、燃焼ガスは、使用前の空気と熱交換を行い、この空気が、予め所望の燃料電池運転温度に確実に加温されている。
【００４０】
図２に示すように、酸化剤ガス供給連通孔４４に供給された空気は、橋架部５０ａ、５０ｂに形成された酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂに沿って移動し、第１円板部５２ａ及び第２円板部５２ｂに形成された酸化剤ガス導入口６４ａ、６４ｂから酸化剤ガス流路６２ａ、６２ｂに導入される。
【００４１】
酸化剤ガス導入口６４ａ、６４ｂは、各電解質・電極接合体３６のカソード電極３２の略中央位置に設定されている。従って、酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路６２ａ、６２ｂに沿ってカソード電極３２の略中央位置から外周部に向かって移動する。
【００４２】
これにより、電解質・電極接合体３６では、アノード電極３４の電極面の中心側から周端部側に向かって燃料ガスが供給されるとともに、カソード電極３２の電極面の中心側から周端部側に向かって空気が供給される。その際、酸化物イオンが電解質３０を通ってアノード電極３４に移動し、化学反応により発電が行われる。
【００４３】
燃料ガス流路５６ａ、５６を移動した使用済みの燃料ガス、及び酸化剤ガス流路６２ａ、６２ｂを移動した使用済みの空気は、各電解質・電極接合体３６の外周部から排ガス通路６６に導出され、この排ガス通路６６で混合されて排ガスとして排出される。
【００４４】
この場合、第１の実施形態では、筐体２０内に燃料電池スタック１２ａ、１２ｂ及び流体部２２が収容されるとともに、前記燃料電池スタック１２ａ、１２ｂと前記流体部２２との間に燃焼器１８が介装され、前記燃焼器１８の燃焼ガス出口２４は、前記流体部２２の燃焼ガス供給口２６に直接開放されている。このため、燃焼器１８と流体部２２、具体的には、熱交換器１４及び改質器１６とを繋ぐラインが不要になる。
【００４５】
これにより、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂ、燃焼器１８及び流体部２２同士を良好に近接して配置することが可能になり、筐体２０全体を簡単且つコンパクトに構成することができるという効果が得られる。
【００４６】
しかも、燃焼器１８から排出される燃焼ガスは、燃焼ガス供給口２６に直接導入された後、一部が開口部８８を通って熱交換器１４の通路９０に供給されるとともに、残余の部分は、改質器１６の加熱用熱源として供給されている。このため、燃焼器１８から排出される燃焼ガスの熱を効率的に活用することが可能になる一方、前記燃焼器１８からの輻射熱によって燃料電池スタック１２ａ、１２ｂ及び流体部２２を有効に加熱することができ、熱効率の向上を図ることが可能になる。従って、ＳＯＦＣが発電できる温度領域に早急に到達し得るという始動性の向上を図ることが可能になる。
【００４７】
さらに、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂから排出される全ての排ガスは、必ず燃焼器１８を通ることにより、未燃の燃料ガスを前記燃焼器１８で確実に燃焼させることができる。これにより、燃焼器１８から排出される燃焼ガスを清浄化することが可能になるとともに、未燃の燃料ガスの燃焼による熱を燃料電池スタック１２ａ、１２ｂや流体部２２の加熱に利用することができる。
【００４８】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システム１２０の一部断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池システム１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
燃料電池システム１２０は、筐体１２２を備え、この筐体１２２は、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂを収容する第１筐体部１２４ａと、流体部２２を収容する第２筐体部１２４ｂとを備える。
【００５０】
第１筐体部１２４ａには、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂの間を矢印Ａ方向に延在する長尺な燃焼器１２６が配設される。燃焼器１２６の一端側に設けられる燃焼ガス出口２４は、流体部２２の燃焼ガス供給口２６に直接開放されるとともに、前記燃焼器１２６の他端部は、第１筐体部１２４ａの外方に突出する。燃焼器１２６の他端部近傍には、第１筐体部１２４ａ内で排ガス通路６６に連通する排ガス入口８０が設けられる。
【００５１】
このように構成される第２の実施形態では、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂと流体部２２とを有効に近接して配置することができ、燃料電池システム１２０全体の矢印Ａ方向の寸法を大幅に短尺化することが可能になる。
【００５２】
しかも、燃焼器１２６は、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂの間に位置して矢印Ａ方向に延在している。従って、燃焼器１２６からの輻射熱によって燃料電池スタック１２ａ、１２ｂが一層良好に加熱され、熱効率が向上するという効果が得られる。
【００５３】
さらに、第２の実施形態においても、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂから排出される全ての排ガスは、必ず燃焼器１８を通ることにより、第１の実施形態と同様に、燃焼器１２６から排出される燃焼ガスを清浄化することができるとともに、未燃の燃料ガスの燃焼による熱を燃料電池スタック１２ａ、１２ｂや流体部２２の加熱に利用することができる。
【００５４】
図４は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システム１４０の一部断面説明図である。
【００５５】
燃料電池システム１４０は、筐体１４２を備え、この筐体１４２は、燃料電池スタック１２ａ、１２ｂを収容する第１筐体部１４４ａと流体部２２を収容する第２筐体部１４４ｂとを有する。第１筐体部１４４ａと、第２筐体部１４４ｂとの間には、連結筐体部１４６ａ、１４６ｂを介して燃焼器１４８が介装される。
【００５６】
第２筐体部１４４ｂの中央部には、水を蒸発させる蒸発器１５０と、水蒸気と原燃料（都市ガス等）とにより前記原燃料を水蒸気改質する改質器（又は予備改質器）１５２とが、互いに隣接して配置される。
【００５７】
このように構成される第３の実施形態では、燃焼器１４８を挟んで燃料電池スタック１２ａ、１２ｂと流体部２２とが連結されており、この燃焼器１４８からの輻射熱を介して前記燃料電池スタック１２ａ、１２ｂ及び前記流体部２２を加熱することができ、熱効率が有効に向上する等、第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。しかも、高温機器である蒸発器１５０と改質器１５２とが互いに隣接して配置されるため、保熱効果が大幅に向上して熱効率が良好に高められる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの一部断面説明図である。
【図２】前記燃料電池システムの燃料電池スタックを構成する燃料電池の分解斜視説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムの一部断面説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システムの一部断面説明図である。
【図５】従来技術の燃料電池発電装置の概略説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０、１２０、１４０…燃料電池システム
１２ａ、１２ｂ…燃料電池スタック  １４…熱交換器
１６…改質器                      １８…燃焼器
２０、１２２、１４２…筐体        ２２…流体部
２４…燃焼ガス出口                ２６…燃焼ガス供給口
２８…燃料電池                    ３０…電解質
３２…カソード電極                ３４…アノード電極
３６…電解質・電極接合体          ３８…セパレータ
４０…燃料ガス供給連通孔          ４４…酸化剤ガス供給連通孔
５６ａ、５６ｂ…燃料ガス流路      ６２ａ、６２ｂ…酸化剤ガス流路
６６…排ガス通路
７６ａ、７６ｂ、１２４ａ、１２４ｂ、１４４ａ、１４４ｂ…筐体部
８２…燃焼通路                    ８８…開口部
９０、９６…通路                  ９２…排ガス管
１２６、１４８…燃焼器            １５０…蒸発器
１５２…改質器
【図１】
0005154026.tif 000002
【図２】
0005154026.tif 000003
【図３】
0005154026.tif 000004
【図４】
0005154026.tif 000005
【図５】
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